IT201600107332A1

IT201600107332A1 - GAS TURBINE SYSTEM WITH ARRANGEMENT TO CONVEY THE PURGE / GAS TURBINE SYSTEM WITH BLEED ROUTING ARRANGEMENT

Info

Publication number: IT201600107332A1
Application number: IT102016000107332A
Authority: IT
Inventors: Bono Alessandro Del; Gabriele Lucherini; Roberto Pucci; Fulvio Diara; Luca Innaco; Filippo Viti; Roberto Merlo
Original assignee: Nuovo Pignone Tecnologie Srl
Priority date: 2016-10-25
Filing date: 2016-10-25
Publication date: 2018-04-25
Also published as: WO2018077839A1

Description

SISTEMA DI TURBINA A GAS CON DISPOSIZIONE PER CONVOGLIARE LO SPURGO GAS TURBINE SYSTEM WITH ARRANGEMENT TO CONVEY THE PURGE

DESCRIZIONE DESCRIPTION

CAMPO TECNICO TECHNICAL FIELD

Forme di realizzazione dell’argomento qui divulgato corrispondono a sistemi di turbina a gas con sistemi per convogliare lo spurgo. Embodiments of the subject disclosed herein correspond to gas turbine systems with systems for conveying the purge.

STATO DELL’ARTE STATE OF THE ART

Nel campo delle turbomacchine, in particolare per applicazioni nell’industria petrolifera e del gas, un sistema di turbina a gas comprende un compressore, un combustore e una sezione di turbina; l’uscita della sezione di turbina è in collegamento fluidico con un condotto di scarico, di solito nella forma di una grande ciminiera alta. In the field of turbomachinery, in particular for applications in the oil and gas industry, a gas turbine system includes a compressor, a combustor and a turbine section; the outlet of the turbine section is in fluidic connection with an exhaust duct, usually in the form of a large high chimney.

Nel campo delle turbomacchine, in particolare per applicazioni nell’industria petrolifera e del gas, un sistema di turbina a gas può avere ulteriore necessità di scaricare uno o più gas (ad esempio aria o vapore) nell’ambiente. In questo caso vengono forniti uno o più condotti di scarico dedicati. In questo modo, ogni condotto di scarico è disposto (ad esempio sagomato e posizionato) per scaricare al meglio i corrispondenti uno o più gas. Questo approccio può comunque portare a disposizioni ingombranti. Questo è particolarmente vero se la portata di massa dell’uno o più gas da scaricare è grande. In the field of turbomachinery, in particular for applications in the oil and gas industry, a gas turbine system may have an additional need to discharge one or more gases (for example air or steam) into the environment. In this case, one or more dedicated exhaust ducts are supplied. In this way, each exhaust duct is arranged (for example shaped and positioned) to best discharge the corresponding one or more gases. However, this approach can lead to cumbersome arrangements. This is particularly true if the mass flow rate of one or more gases to be discharged is large.

RIASSUNTO SUMMARY

Le forme di realizzazione dell’argomento qui divulgato si riferiscono ad un sistema di turbina a gas. The embodiments of the subject disclosed herein refer to a gas turbine system.

Secondo queste forme di realizzazione, il sistema di turbina a gas comprende una sezione di compressore, una sezione di combustore, una sezione di turbina e una disposizione per convogliare lo spurgo; in cui un’uscita principale della sezione di turbina e un’uscita principale della disposizione per convogliare lo spurgo sono in collegamento fluidico con un condotto di scarico, in particolare un singolo condotto di scarico. La disposizione per convogliare lo spurgo può essere ad esempio un condotto o una pluralità di tubi. According to these embodiments, the gas turbine system comprises a compressor section, a combustor section, a turbine section and an arrangement for conveying the purge; in which a main outlet of the turbine section and a main outlet of the arrangement to convey the purge are in fluid connection with an exhaust duct, in particular a single exhaust duct. The arrangement for conveying the purge may be, for example, a conduit or a plurality of pipes.

La disposizione per convogliare lo spurgo ha tipicamente un ingresso, in collegamento fluidico con un’uscita di spurgo della sezione di compressore, e un’uscita, in collegamento fluidico con il condotto di scarico del sistema di turbina a gas, ad esempio il lato inferiore di una ciminiera. The arrangement for conveying the purge typically has an inlet, in fluidic connection with a purge outlet of the compressor section, and an outlet, in fluidic connection with the exhaust duct of the gas turbine system, e.g. the bottom side. of a chimney.

L’uscita per lo spurgo della sezione di compressore è tipicamente tra una porzione di compressore a bassa pressione e una porzione di compressore ad alta pressione. The outlet for purging the compressor section is typically between a low pressure compressor portion and a high pressure compressor portion.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

I disegni accompagnatori, che sono qui incorporati e costituiscono parte integrante della presente descrizione, illustrano forme esemplificative di realizzazione della presente invenzione e, assieme alla descrizione dettagliata, spiegano queste forme di realizzazione. Nei disegni: The accompanying drawings, which are incorporated herein and form an integral part of the present disclosure, illustrate exemplary embodiments of the present invention and, together with the detailed description, explain these embodiments. In the drawings:

fig. 1 mostra un’architettura applicabile a forme di realizzazione di un sistema di turbina a gas, fig. 1 shows an architecture applicable to embodiments of a gas turbine system,

fig. 2 mostra una vista schematica laterale di una prima forma di realizzazione di un sistema di turbina a gas, fig. 2 shows a side schematic view of a first embodiment of a gas turbine system,

fig. 3 mostra una vista schematica dall’alto di un condotto di collegamento del sistema della figura 2, fig. 3 shows a schematic top view of a connection duct of the system of figure 2,

fig. 4 mostra una vista schematica laterale di un raccordo di collegamento del sistema della figura 2, fig. 4 shows a side schematic view of a connection fitting of the system of figure 2,

fig. 5 mostra una vista schematica laterale di tubi di collegamento che possono essere utilizzati nel sistema della figura 2, fig. 5 shows a side schematic view of connecting pipes that can be used in the system of figure 2,

fig. 6 mostra una vista schematica in sezione trasversale della figura 5, fig. 6 shows a schematic cross-sectional view of Figure 5,

e And

fig. 7 mostra una vista schematica laterale di una seconda forma di realizzazione di un sistema di turbina a gas. fig. 7 shows a side schematic view of a second embodiment of a gas turbine system.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION

La seguente descrizione di forme esemplificative di realizzazione si riferisce ai disegni accompagnatori. The following description of exemplary embodiments refers to the accompanying drawings.

La seguente descrizione non limita l’invenzione. La portata dell’invenzione viene invece definita dalle rivendicazioni allegate. The following description does not limit the invention. The scope of the invention is instead defined by the attached claims.

Il riferimento nella descrizione a “una forma di realizzazione” o “una qualsiasi forma di realizzazione” significa che un particolare aspetto, struttura o caratteristica descritta in collegamento con una forma di realizzazione è inclusa in almeno una forma di realizzazione dell’argomento divulgato. La comparsa quindi della dicitura “in una forma di realizzazione” o “in una qualsiasi forma di realizzazione” in vari punti nella descrizione non si riferisce necessariamente alla stessa forma di realizzazione. Inoltre, i particolari aspetti, strutture o caratteristiche possono essere combinati in qualsiasi modo adatto in una o più forme di realizzazione. The reference in the description to "an embodiment" or "any embodiment" means that a particular aspect, structure or feature described in connection with an embodiment is included in at least one embodiment of the disclosed subject. Therefore, the appearance of the words "in an embodiment" or "in any embodiment" at various points in the description does not necessarily refer to the same embodiment. Furthermore, the particular aspects, structures or features can be combined in any suitable way in one or more embodiments.

Secondo l’architettura della figura 1, un sistema di turbina a gas 101 comprende: According to the architecture of Figure 1, a gas turbine system 101 includes:

- una sezione di compressore 1, - a compressor section 1,

- una sezione di combustore 2, - a section of combustor 2,

- una sezione di turbina 3, e - a turbine section 3, e

- una disposizione per convogliare lo spurgo in collegamento fluidico con la sezione di compressore 1; - an arrangement for conveying the purge in fluidic connection with the compressor section 1;

un’uscita principale 37 (questo numero di riferimento verrà spiegato più avanti con la descrizione di una prima forma di realizzazione e di una seconda forma di realizzazione) della sezione di turbina 3 e un’uscita principale 59 (questo numero di riferimento verrà spiegato più avanti con la descrizione di una prima forma di realizzazione e di una seconda forma di realizzazione) della disposizione per convogliare lo spurgo 5 sono in collegamento fluidico con un condotto di scarico 4. a main output 37 (this reference number will be explained later with the description of a first embodiment and a second embodiment) of the turbine section 3 and a main output 59 (this reference number will be explained more forward with the description of a first embodiment and a second embodiment) of the arrangement for conveying the bleed 5 are in fluidic connection with an exhaust duct 4.

Questa architettura è molto generica: la sezione di compressore 1 può avere uno o più alberi (collegati o scollegati meccanicamente) e/o può essere divisa in una o più porzioni di compressore (ad esempio macchine) (così da poter essere un “compressore assiale multi-bobina”), la sezione di turbina 3 può avere uno o più alberi (collegati o scollegati meccanicamente) e/o può essere divisa in una o più porzioni di turbina (ad esempio macchine), il condotto di scarico 4 può essere in collegamento fluidico diretto o indiretto con l’uscita principale della sezione di turbina e diretto o indiretto con l’uscita principale della disposizione per convogliare lo spurgo, la disposizione per convogliare lo spurgo 5 può essere in collegamento fluidico diretto o indiretto in qualsiasi punto e in qualsiasi modo con la sezione di compressore. This architecture is very generic: the compressor section 1 can have one or more shafts (mechanically connected or disconnected) and / or it can be divided into one or more compressor portions (for example machines) (so that it can be an "axial compressor multi-coil "), the turbine section 3 can have one or more shafts (mechanically connected or disconnected) and / or it can be divided into one or more turbine portions (for example machines), the exhaust duct 4 can be in direct or indirect fluidic connection with the main outlet of the turbine section and direct or indirect with the main outlet of the arrangement for conveying the purge, the arrangement for conveying the bleed 5 can be in direct or indirect fluidic connection at any point and in any way with the compressor section.

La figura 2 mostra una prima forma di realizzazione di un sistema di turbina a gas 201 che comprende una sezione di compressore 10, una sezione di combustore 20 e una sezione di turbina 30. Figure 2 shows a first embodiment of a gas turbine system 201 which includes a compressor section 10, a combustor section 20 and a turbine section 30.

Si noti che le forme di realizzazione della figura 2 e della figura 7 sono molto simili; elementi uguali o corrispondenti vengono identificati con gli stessi numeri di riferimento. Note that the embodiments of Figure 2 and Figure 7 are very similar; identical or corresponding elements are identified with the same reference numbers.

La sezione di compressore 10 ha un ingresso principale 11, un’uscita principale 17 e un’uscita di spurgo 18. The compressor section 10 has a main input 11, a main output 17 and a purge output 18.

La sezione di combustore 20 ha un ingresso principale 21 e un’uscita principale 29. The combustor section 20 has a main entrance 21 and a main exit 29.

La sezione di turbina 30 ha un ingresso principale 31 e un’uscita principale 37. The turbine section 30 has a main entrance 31 and a main exit 37.

L’ingresso principale 21 della sezione di combustore 20 è in collegamento fluidico con l’uscita principale 17 della sezione di compressore 10; l’uscita principale 29 della sezione di combustore 20 è in collegamento fluidico con l’ingresso principale 31 della sezione di turbina 30. The main inlet 21 of the combustor section 20 is in fluidic connection with the main outlet 17 of the compressor section 10; the main outlet 29 of the combustor section 20 is in fluidic connection with the main inlet 31 of the turbine section 30.

L’uscita principale 37 della sezione di turbina 30 è in collegamento fluidico con un condotto di scarico 40 del sistema di turbina a gas 101; il condotto di scarico può essere sotto forma di una grande ciminiera alta; nella forma di realizzazione della figura 2, tra l’uscita 37 e il condotto 40 ci sono una camera di pressione 38 e un raccordo di collegamento 60. The main outlet 37 of the turbine section 30 is in fluidic connection with an exhaust duct 40 of the gas turbine system 101; the flue can be in the form of a large high chimney; in the embodiment of Figure 2, between the outlet 37 and the duct 40 there are a pressure chamber 38 and a connection fitting 60.

Il sistema di turbina a gas 101 comprende una disposizione per convogliare lo spurgo 50 (in particolare un condotto di collegamento come illustrato nella figura 3) con un ingresso 51 e un’uscita 59. L’ingresso 51 è in collegamento fluidico con l’uscita di spurgo 18 della sezione di compressore 10, e un’uscita 59 è in collegamento fluidico con il condotto di scarico 40 del sistema di turbina a gas 101; nella forma di realizzazione della figura 2, tra l’uscita 59 e il condotto 40 c’è un raccordo di collegamento 60. The gas turbine system 101 includes an arrangement for conveying the purge 50 (in particular a connecting conduit as shown in Figure 3) with an inlet 51 and an outlet 59. The inlet 51 is in fluidic connection with the outlet purge 18 of the compressor section 10, and an outlet 59 is in fluid connection with the exhaust duct 40 of the gas turbine system 101; in the embodiment of figure 2, between the outlet 59 and the duct 40 there is a connection fitting 60.

Nella forma di realizzazione della figura 2 (così come nella forma di realizzazione della figura 7), la disposizione per convogliare lo spurgo 50 è disposta in modo da evitare l’ondata/“surge” con funzionamento a carico parziale; per essere precisi, questa disposizione per convogliare lo spurgo può evitare l’ondata/“surge” quando viene utilizzata in un sistema di turbina a gas e il suo flusso di spurgo viene avviato e arrestato in modo appropriato. In the embodiment of Figure 2 (as well as in the embodiment of Figure 7), the arrangement for conveying the purge 50 is arranged so as to avoid the wave / "surge" with partial load operation; to be precise, this provision to convey the purge can avoid the surge when used in a gas turbine system and its purge flow is started and stopped appropriately.

Nella forma di realizzazione della figura 2 (così come nella forma di realizzazione della figura 7), la sezione di turbina 30 comprende almeno una porzione di turbina ad alta pressione 32 (in particolare una prima macchina a turbina) e una porzione di turbina a bassa pressione 36 (in particolare una seconda macchina a turbina), in collegamento fluidico a valle della porzione di turbina ad alta pressione 31; possono essere presenti altre porzioni di turbina, ad esempio una porzione di turbina a pressione media. In particolare, le porzioni di turbina 32 e 36 hanno alberi separati e scollegati (questi alberi non sono illustrati in nessuna delle figure, ma una separazione 34 è evidenziata tra le due porzioni adiacenti). In the embodiment of Figure 2 (as well as in the embodiment of Figure 7), the turbine section 30 comprises at least a high-pressure turbine portion 32 (in particular a first turbine machine) and a low-pressure turbine portion. pressure 36 (in particular a second turbine machine), in fluidic connection downstream of the high pressure turbine portion 31; other turbine portions may be present, for example a medium pressure turbine portion. In particular, the turbine portions 32 and 36 have separate and disconnected shafts (these shafts are not illustrated in any of the figures, but a separation 34 is highlighted between the two adjacent portions).

Nella forma di realizzazione della figura 2 (così come nella forma di realizzazione della figura 7), la sezione di compressore 10 comprende almeno una porzione di compressore a bassa pressione 12 (in particolare una prima macchina compressore) e una porzione di compressore ad alta pressione 16 (in particolare una seconda macchina compressore) in collegamento fluidico a valle della porzione di compressore a bassa pressione 12; possono essere presenti altre porzioni di compressore, ad esempio una porzione di compressore a media pressione. In particolare, le porzioni di compressore 12 e 16 hanno alberi separati e scollegati (questi alberi non sono illustrati in nessuna delle figure, ma una separazione 14 è evidenziata tra le due porzioni adiacenti). In the embodiment of Figure 2 (as well as in the embodiment of Figure 7), the compressor section 10 comprises at least one low-pressure compressor portion 12 (in particular a first compressor machine) and a high-pressure compressor portion 16 (in particular a second compressor machine) in fluidic connection downstream of the low pressure compressor portion 12; other compressor portions may be present, for example a medium pressure compressor portion. In particular, the compressor portions 12 and 16 have separate and disconnected shafts (these shafts are not illustrated in any of the figures, but a separation 14 is highlighted between the two adjacent portions).

Nella forma di realizzazione della figura 2 (così come nella forma di realizzazione della figura 7), l’albero della porzione di compressore a bassa pressione 12 è collegato meccanicamente con (vale a dire azionato da) l’albero della porzione di turbina a bassa pressione 36. In the embodiment of Figure 2 (as well as in the embodiment of Figure 7), the shaft of the low pressure compressor portion 12 is mechanically connected with (i.e. driven by) the shaft of the low pressure turbine portion. pressure 36.

Nella forma di realizzazione della figura 2 (così come nella forma di realizzazione della figura 7), l’albero della porzione di compressore ad alta pressione 16 è collegato meccanicamente con (vale a dire azionato da) l’albero della porzione di turbina ad alta pressione 32. In the embodiment of Figure 2 (as well as in the embodiment of Figure 7), the shaft of the high-pressure compressor portion 16 is mechanically connected with (i.e. driven by) the shaft of the high-pressure turbine portion. pressure 32.

Nella forma di realizzazione della figura 2 (così come nella forma di realizzazione della figura 7), l’uscita per convogliare lo spurgo 18 è tra la porzione di compressore a bassa pressione 12 e la porzione di compressore ad alta pressione 16; questo significa che la pressione della disposizione per convogliare lo spurgo 50 è piuttosto bassa (il valore dipende dalla specifica applicazione); il flusso di massa che è necessario per evitare l’ondata/“surge” è tipicamente piuttosto alto (il valore dipende dalla specifica applicazione), così che l’area della sezione trasversale della disposizione per convogliare lo spurgo è tipicamente piuttosto grande. La sezione di compressore 10 comprende una o più valvole 19 in corrispondenza dell’uscita di spurgo 18 (che possono corrispondere ad uno o più fori nella cassetta del compressore o in una parete periferica di un collettore), così che il flusso di spurgo può venire formato a certe prime condizioni di funzionamento del sistema di turbina a gas 101 e può venire arrestato a certe seconde condizioni di funzionamento. In the embodiment of Figure 2 (as well as in the embodiment of Figure 7), the outlet for conveying the purge 18 is between the low-pressure compressor portion 12 and the high-pressure compressor portion 16; this means that the pressure of the arrangement for conveying the purge 50 is rather low (the value depends on the specific application); the mass flow that is necessary to avoid the wave / "surge" is typically quite high (the value depends on the specific application), so that the cross-sectional area of the arrangement to convey the purge is typically quite large. The compressor section 10 comprises one or more valves 19 at the purge outlet 18 (which may correspond to one or more holes in the compressor box or in a peripheral wall of a manifold), so that the purge flow can be formed under certain first operating conditions of the gas turbine system 101 and can be shut down under certain second operating conditions.

Nella forma di realizzazione della figura 2 (così come nella forma di realizzazione della figura 7), l’uscita di spurgo 18 della sezione di compressore 10 è in collegamento fluidico con un condotto del collettore 14 che è tipicamente di forma anulare In the embodiment of Figure 2 (as well as in the embodiment of Figure 7), the purge outlet 18 of the compressor section 10 is in fluidic connection with a duct of the manifold 14 which is typically annular in shape

Nella forma di realizzazione della figura 2 (così come nella forma di realizzazione della figura 7), l’uscita principale 37 della sezione di turbina 30 è in collegamento fluidico con una camera di pressione 38. In particolare, il raccordo di collegamento 60 è spostato in direzione radiale rispetto all’uscita principale 37. In particolare, il raccordo di collegamento 60 è su un lato della camera di pressione 38. In the embodiment of Figure 2 (as well as in the embodiment of Figure 7), the main outlet 37 of the turbine section 30 is in fluidic connection with a pressure chamber 38. In particular, the connecting fitting 60 is displaced in a radial direction with respect to the main outlet 37. In particular, the connection fitting 60 is on one side of the pressure chamber 38.

Nella forma di realizzazione della figura 2, la disposizione per convogliare lo spurgo consiste in un condotto di collegamento 50 (si veda anche la figura 3), ad esempio con una sezione trasversale (sostanzialmente) rettangolare. In the embodiment of Figure 2, the arrangement for conveying the purge consists of a connecting duct 50 (see also Figure 3), for example with a (substantially) rectangular cross-section.

Il condotto di collegamento 50 può avere un foro passante isolato 55 utilizzato come passaggio per un flusso di ventilazione (in particolare per la ventilazione e il raffreddamento del sistema di turbina a gas), come illustrato bene nella figura 3; il flusso di ventilazione viene mantenuto separato dal flusso all’interno del condotto 50. Il foro 55 è trasversale al condotto 50. Il foro 50 è più vicino all’uscita 50 rispetto all’ingresso 51; in particolare, il foro 55 è più vicino all’uscita 59 rispetto all’ingresso 51 dato che questo posizionamento aiuta a dissipare il calore generato sulla parte superiore del combustore e della cassetta della turbina. The connecting conduit 50 may have an insulated through hole 55 used as a passage for a ventilation flow (in particular for the ventilation and cooling of the gas turbine system), as well illustrated in Figure 3; the ventilation flow is kept separate from the flow inside the duct 50. The hole 55 is transversal to the duct 50. The hole 50 is closer to the outlet 50 than the inlet 51; in particular, the hole 55 is closer to the outlet 59 than the inlet 51 since this positioning helps to dissipate the heat generated on the upper part of the combustor and the turbine box.

Il condotto di collegamento 50 può avere uno o più elementi interni di ripartizione del flusso in aggiunta o in alternativa al foro passante. Nella figura 3, ad esempio, i due elementi 57 si estendono lungo una parte sostanziale del condotto 50, mentre i due elementi 56 si estendono lungo una piccola parte del condotto 50; possono essere utilizzate molte altre combinazioni di posizioni e di lunghezze, a seconda delle circostanze. The connection duct 50 can have one or more internal elements for distributing the flow in addition to or as an alternative to the through hole. In Figure 3, for example, the two elements 57 extend along a substantial part of the duct 50, while the two elements 56 extend along a small part of the duct 50; many other combinations of positions and lengths can be used, depending on the circumstances.

Il foro passante e/o gli elementi di ripartizione del flusso possono contribuire a limitare o a evitare il “riflusso” di gas di scarico, in particolare sopprimendo fenomeni di ricircolo del flusso all’interno del condotto. The through hole and / or the flow distribution elements can help limit or avoid the "backflow" of exhaust gases, in particular by suppressing flow recirculation phenomena within the duct.

Gli elementi di ripartizione del flusso possono contribuire a ridurre il rumore, vale a dire che possono agire come “pannelli silenziatori” per smorzare le emissioni acustiche del flusso di spurgo. Flow dividing elements can help reduce noise, ie they can act as “silencer panels” to dampen the acoustic emissions of the purge flow.

Come illustrato nella figura 5 e nella figura 6, la disposizione per convogliare lo spurgo può consistere in una pluralità di tubi di collegamento 50-1, 50-2, 50-3, 50-4 ad esempio con una sezione trasversale (sostanzialmente) circolare; in queste figure ci sono quattro tubi; in queste figure i tubi sono paralleli all’asse del sistema; i loro ingressi (51-1 e 51-2 nella figura 5) sono in collegamento fluidico, ad esempio con il collettore anulare 14. As illustrated in Figure 5 and Figure 6, the arrangement for conveying the purge may consist of a plurality of connecting pipes 50-1, 50-2, 50-3, 50-4, for example with a (substantially) circular cross section ; in these figures there are four tubes; in these figures the pipes are parallel to the system axis; their inlets (51-1 and 51-2 in Figure 5) are in fluidic connection, for example with the annular manifold 14.

Nella forma di realizzazione della figura 7 c’è un condotto anulare 70 attorno al condotto di scarico 40 per il flusso di ventilazione (in particolare per la ventilazione e il raffreddamento del sistema di turbina a gas); il condotto anulare 70 è preferibilmente coassiale al condotto di scarico 40. Inoltre, nella forma di realizzazione della figura 7, il gas esce dal condotto 70 in una direzione sostanzialmente orizzontale e il gas esce dal condotto 40 in una direzione sostanzialmente verticale. In the embodiment of Figure 7 there is an annular duct 70 around the exhaust duct 40 for the ventilation flow (in particular for the ventilation and cooling of the gas turbine system); the annular duct 70 is preferably coaxial with the exhaust duct 40. Furthermore, in the embodiment of Figure 7, the gas exits from the duct 70 in a substantially horizontal direction and the gas exits from the duct 40 in a substantially vertical direction.

La configurazione della figura 7 permette di ottenere un’ulteriore semplificazione; il sistema di turbina a gas ha infatti un singolo gruppo di condotti di scarico che comprende: un condotto di scarico della turbina, un condotto di scarico di spurgo anti-ondata/“surge” e un condotto di scarico di ventilazione. Questa soluzione permette di ridurre in misura significativa la dimensione complessiva del sistema di turbina a gas. Inoltre, il flusso di ventilazione, utilizzato per la ventilazione e il raffreddamento della turbina a gas, scorrendo sopra la superficie esterna del condotto di scarico 40, permette il suo raffreddamento. Come illustrato nella figura 7, il gruppo di condotti di scarico è disposto vantaggiosamente in modo da tenere i gas di scarico della turbina separati dai gas di scarico della ventilazione (tipicamente aria). Questa è la sola differenza tra la forma di realizzazione della figura 2 e la forma di realizzazione della figura 7. The configuration of Figure 7 allows for further simplification; the gas turbine system has a single group of exhaust ducts which includes: a turbine exhaust duct, an anti-surge / “surge” purge exhaust duct and a ventilation exhaust duct. This solution allows to significantly reduce the overall size of the gas turbine system. Furthermore, the ventilation flow, used for the ventilation and cooling of the gas turbine, flowing over the external surface of the exhaust duct 40, allows its cooling. As illustrated in Figure 7, the exhaust duct assembly is advantageously arranged to keep the turbine exhaust gases separate from the ventilation exhaust gases (typically air). This is the only difference between the embodiment of Figure 2 and the embodiment of Figure 7.

C’è preferibilmente un raccordo di espansione (non illustrato nelle figure) tra l’ingresso 51 del condotto di collegamento 50 e l’uscita di spurgo 18 della sezione di compressore 10. There is preferably an expansion fitting (not shown in the figures) between the inlet 51 of the connection duct 50 and the purge outlet 18 of the compressor section 10.

Nella forma di realizzazione della figura 2 (così come nella forma di realizzazione della figura 7), il sistema di turbina a gas 201 comprende un raccordo di collegamento 60 che mette in collegamento fluidico l’uscita principale 37 della sezione di turbina 30 (indirettamente) e l’uscita 59 della disposizione per convogliare lo spurgo 50 direttamente al condotto di scarico 40 del sistema di turbina a gas. In the embodiment of Figure 2 (as well as in the embodiment of Figure 7), the gas turbine system 201 comprises a connecting fitting 60 which fluidically connects the main outlet 37 of the turbine section 30 (indirectly) and the outlet 59 of the arrangement for conveying the purge 50 directly to the exhaust conduit 40 of the gas turbine system.

C’è preferibilmente un raccordo di espansione (non illustrato nelle figure) tra l’uscita principale 37 della sezione di turbina 30 e il raccordo di collegamento 60; in particolare si trova a valle della camera di pressione 38. There is preferably an expansion fitting (not shown in the figures) between the main outlet 37 of the turbine section 30 and the connection fitting 60; in particular it is located downstream of the pressure chamber 38.

Il raccordo di collegamento 60 è preferibilmente disposto in modo da limitare o evitare il flusso di gas di scarico (cosiddetto “riflusso”) dall’uscita principale 37 della sezione di turbina 30 nella disposizione per convogliare lo spurgo 50 attraverso la sua uscita 59. The connection fitting 60 is preferably arranged so as to limit or avoid the flow of exhaust gas (so-called "backflow") from the main outlet 37 of the turbine section 30 in the arrangement for conveying the purge 50 through its outlet 59.

Il raccordo di collegamento 60 comprende un telaio 61 che può ad esempio essere quadrato o rettangolare. The connection fitting 60 comprises a frame 61 which can for example be square or rectangular.

Secondo la forma di realizzazione della figura 4, il raccordo di collegamento 60 comprende un volume o camera di calma 63 in corrispondenza dell’uscita 59 del condotto di collegamento 50; questo aiuta a limitare o evitare il suddetto “riflusso”. According to the embodiment of Figure 4, the connection fitting 60 comprises a volume or stilling chamber 63 at the outlet 59 of the connection duct 50; this helps to limit or avoid the aforementioned "reflux".

Allo scopo di limitare o evitare il suddetto “riflusso”, il raccordo di collegamento 60 può comprendere anche una piastra perforata 65 in corrispondenza dell’uscita 59 della disposizione per convogliare lo spurgo 50, in particolare in corrispondenza dell’uscita del volume o camera di calma 63; la piastra perforata è dimensionata in modo da evitare un eccessivo calo di pressione attraverso la disposizione per convogliare lo spurgo, vale a dire dall’ingresso 51 all’uscita 59, impedendo allo stesso tempo che i gas di scarico rifluiscano indietro dall’uscita 50 all’ingresso 51. In order to limit or avoid the aforementioned "backflow", the connection fitting 60 can also comprise a perforated plate 65 at the outlet 59 of the arrangement for conveying the purge 50, in particular at the outlet of the volume or chamber. calm 63; the perforated plate is sized to avoid excessive pressure drop across the arrangement to convey the purge, i.e. from inlet 51 to outlet 59, while at the same time preventing exhaust gases from flowing back from outlet 50 to 'entrance 51.

Allo scopo di evitare il suddetto “riflusso” quando il flusso di spurgo non è presente, il raccordo di collegamento 60 può comprendere una o più valvole (possibilità non illustrata in nessuna delle figure) in corrispondenza dell’uscita 59 della disposizione per convogliare lo spurgo 50. In order to avoid the aforementioned "backflow" when the purge flow is not present, the connection fitting 60 can comprise one or more valves (possibility not shown in any of the figures) at the outlet 59 of the arrangement for conveying the purge 50.

Claims

CLAIMS 1. A gas turbine system (101) comprising: - a compressor section (1), - a combustor section (2), - a turbine section (3), e - an arrangement for conveying the purge (5) in fluidic connection with the compressor section (1); in which a main outlet (37) of the turbine section (3) and a main outlet (59) of the arrangement for conveying the purge (5) are in fluidic connection with an exhaust duct (4).

The gas turbine system (201, 701) of claim 1, wherein: - the compressor section (10) has a main inlet, a main outlet and a purge outlet (18), - the combustor section (20) has a main inlet, in fluidic connection with the main outlet of the compressor section (10), and a main outlet, and - the turbine section (30) has a main inlet, in fluidic connection with the main outlet of the combustor section (20), and a main outlet; in which the main outlet (37) of the turbine section (30) is in fluidic connection with an exhaust duct (40) of the gas turbine system (101, 401); wherein the arrangement for conveying the bleed (50) has an inlet (51), in fluidic connection with the bleed outlet (18) of the compressor section (10), and an outlet (59), in fluidic connection with the exhaust duct (40) of the gas turbine system (101, 401).

3. The gas turbine system (201, 701) of claim 1 or 2, in which the arrangement for conveying the purge (50) is arranged so as to avoid the wave / "surge" in partial load operation.

The gas turbine system (201, 701) of claim 1 or 2 or 3, wherein the compressor section (10) comprises at least a low pressure compressor portion (12) and a high pressure compressor portion (16) in fluid connection downstream of the low pressure compressor portion (12), and wherein the purge outlet (18) is between the low pressure compressor portion (12) and the high pressure compressor portion (16).

The gas turbine system (201, 701) of claim 4, wherein the compressor portions (12, 16) have separate shafts.

The gas turbine system of any of the preceding claims 1 to 5, wherein the arrangement for conveying the purge consists of a plurality of connecting pipes (50-1, 50-3).

The gas turbine system (201, 701) of any of the preceding claims 1 to 5, wherein the arrangement for conveying the purge consists of a connecting conduit (50).

The gas turbine system (201, 701) of claim 7, wherein the connecting conduit (50) has an insulated through hole (55) for a ventilation flow.

The gas turbine system (201, 701) of claim 7 or 8, wherein the connecting conduit (50) has one or more internal flow dividing elements (56, 57).

The gas turbine system (701) of any of the preceding claims, comprising an annular duct (70) around the exhaust duct (40), preferably coaxial thereto, for a ventilation flow.

The gas turbine system (201, 701) of any of the preceding claims, comprising a connecting fitting (60), in fluidic connection with the main outlet (37) of the turbine section (30), and the outlet (59) of the arrangement for conveying the purge (50) to the exhaust conduit (40) of the gas turbine system (201, 701).

The gas turbine system (101, 401) of claim 11, wherein the connecting fitting (60) is arranged to restrict or prevent the flow of exhaust gas from the main outlet (37) of the turbine (39) in the arrangement for conveying the bleed (50).

The gas turbine system of claim 11 or 12, wherein the connecting fitting (60) comprises a volume or still chamber (63) at the outlet (59) of the arrangement for conveying the purge (50) .

14. The gas turbine system of claim 11 or 12 or 13, wherein the connection fitting (60) comprises a perforated plate (65) at the outlet (59) of the arrangement for conveying the purge (50).